一种小型化低损耗微波介质材料及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种小型化低损耗微波介质材料，其特征在于：该介质材料包括下述重量百分比的各组分：89％～92％的MgTiO3；1.1％～3.2％的MgO；2.4％～9.6％的CaTiO3；0.9％～2.2％的改性添加剂。并公开了该微波介质材料的制备方法。本发明专利技术以Mg‑Ca‑Ti系统为基础，通过添加微量元素，优化工艺技术。

A Miniaturized Low Loss Microwave Dielectric Material and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种小型化低损耗微波介质材料及制备方法
本专利技术涉及微波介质材料，尤其涉及一种小型化低损耗微波介质材料及制备方法。
技术介绍
微波介质陶瓷(MWDC)，是指应用于微波频段电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷，在现代通讯中被广泛应用于卫星电视、雷达、移动通讯、移动设备等通信系统及现代医学等众多领域。随着第五代无线通信，即5G的发展，对现代通讯技术中的关键基础材料——微波介质陶瓷材料的要求越来越高，在要求介电常数r向着更高和超低两个方向发展、频率温度系数τf尽可能小的同时，也要求品质因数Q尽可能高以满足不同通信领域的设计应用要求。本专利技术旨在解决这样的问题，以满足现代移动通信应用中对材料高Q值低温漂系数的要求，尤其是在介质加载金属腔滤波器和双工器等腔体微波器件方面的应用。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术的不足与缺陷，本专利技术提供一种小型化低损耗微波介质材料及制备方法，以Mg-Ca-Ti系统为基础，通过添加微量元素，优化工艺技术。技术方案：本专利技术的一种小型化低损耗微波介质材料，其特征在于：该介质材料包括下述重量百分比的各组分：89％～92％的MgTiO3；1.1％～3.2％的MgO；2.4％～9.6％的CaTiO3；0.9％～2.2％的改性添加剂。其中，所述的改性添加剂包括MnCO3与SnO2且MnCO3与SnO2的重量比为1:1.1～1.8。其中，所述的改性添加剂包括SnO2与Ca2O3且SnO2与Ca2O3的重量比为1:1.2～1.6。其中，所述的所述的改性添加剂包括MnCO3、SnO2与Ca2O3且MnCO3、SnO2与Ca2O3的重量比为1:1.1～1.3:1.2～1.6。一种小型化低损耗微波介质材料的制备方法，其特征在于：称取重量百分比为89％～92％的MgTiO3；1.1％～3.2％的MgO；2.4％～9.6％的CaTiO3；0.9％～2.2％的改性添加剂；将这些原材料倒入树脂球磨罐内并加入去离子水和ZrO2磨球后放置行星球磨机上进行球磨；球磨转速为300r/min～340r/min连续球磨6h～8h后出料；将浆料放入烘箱中在85℃～125℃的温度下烘干；烘干后固料进行粉碎并通过50目～60目筛获得粉体；在粉体中加入15％～18％的浓度为10wt％的聚乙烯醇粘合剂进行造粒，在研钵中研磨均匀后取65目～130目粒度的料粉，在130Mpa以上的压力下干压成型；成型后物料放置在490℃～510℃环境下保温2h以上进行排胶，然后以2.8℃/min～3.2℃/min的升温速率至1280℃～1320℃烧结2.8h～3.2h；获得介电常数在20～22的高Q值低温漂系数的微波介质材料。其中，所述的原材料倒入树脂球磨罐内并加入去离子水和ZrO2磨球后，其中的料/水比为2/4.8～5.2。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下显著优点：本专利技术以Mg-Ca-Ti系统为基础，通过添加微量元素，优化工艺技术，从而专利技术出一种新型的高Q值低温漂系数的微波介质材料及其制备方法。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术的技术方案做进一步的描述。实施例1：本实施例的介质材料包括下述重量百分比的各组分：89％的MgTiO3；2.8％的MgO；7.3％的CaTiO3；0.9％的改性添加剂。改性添加剂MnCO3与SnO2的重量比为1:1。称取重量百分比为89％的MgTiO3；2.8％的MgO；7.3％的CaTiO3；0.9％的改性添加剂；将这些原材料倒入树脂球磨罐内并加入去离子水和ZrO2磨球后放置行星球磨机上进行球磨；球磨转速为300r/min连续球磨7h后出料；将浆料放入烘箱中在95℃的温度下烘干；烘干后固料进行粉碎并通过55目筛获得粉体；在粉体中加入16％的浓度为10wt％的聚乙烯醇粘合剂进行造粒，在研钵中研磨均匀后取100目粒度的料粉，在135Mpa的压力下干压成型；成型后物料放置在500℃环境下保温2.5h进行排胶，然后以3℃/min的升温速率至1300℃烧结2.8h；获得介电常数在20～22的高Q值低温漂系数的微波介质材料。经测试，介电常数为20.5，Q值为11983，温漂系数为1.32ppm/℃。为介电常数在20～22的高Q值低温漂系数的微波介质材料。实施例2：本实施例的介质材料包括下述重量百分比的各组分：90％的MgTiO3；2％的MgO；6.9％的CaTiO3；1.1％的改性添加剂。改性添加剂SnO2与Ca2O3的重量比为1:1.2。称取重量百分比为90％的MgTiO3；2％的MgO；6.9％的CaTiO3；1.1％的改性添加剂；将这些原材料倒入树脂球磨罐内并加入去离子水和ZrO2磨球后放置行星球磨机上进行球磨；球磨转速为300r/min连续球磨8h后出料；将浆料放入烘箱中在125℃的温度下烘干；烘干后固料进行粉碎并通过50目筛获得粉体；在粉体中加入15％的浓度为10wt％的聚乙烯醇粘合剂进行造粒，在研钵中研磨均匀后取65目粒度的料粉，在130Mpa的压力下干压成型；成型后物料放置在490℃环境下保温2h进行排胶，然后以2.8℃/min的升温速率至1280℃烧结2.8h；获得介电常数在20～22的高Q值低温漂系数的微波介质材料。经测试，介电常数为21.2，Q值为12662，温漂系数为-1.02ppm/℃。介电常数在20～22的高Q值低温漂系数的微波介质材料。实施例3：本实施例的介质材料包括下述重量百分比的各组分：91％的MgTiO3；2.5％的MgO；4.5％的CaTiO3；2％的改性添加剂。改性添加剂MnCO3、SnO2与Ca2O3的重量比为1:1.2:1.3。称取重量百分比为91％的MgTiO3；2.5％的MgO；4.5％的CaTiO3；2％的改性添加剂；将这些原材料倒入树脂球磨罐内并加入去离子水和ZrO2磨球后放置行星球磨机上进行球磨；球磨转速为340r/min连续球磨6h后出料；将浆料放入烘箱中在85℃的温度下烘干；烘干后固料进行粉碎并通过60目筛获得粉体；在粉体中加入18％的浓度为10wt％的聚乙烯醇粘合剂进行造粒，在研钵中研磨均匀后取130目粒度的料粉，在140Mpa的压力下干压成型；成型后物料放置在510℃环境下保温3h进行排胶，然后以3.2℃/min的升温速率至1320℃烧结3.2h；获得介电常数在20～22的高Q值低温漂系数的微波介质材料。经测试，介电常数为21.8，Q值为12972，温漂系数为1.89ppm/℃。介电常数在20～22的高Q值低温漂系数的微波介质材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小型化低损耗微波介质材料，其特征在于：该介质材料包括下述重量百分比的各组分：89％～92％的MgTiO3；1.1％～3.2％的MgO；2.4％～9.6％的CaTiO3；0.9％～2.2％的改性添加剂。

【技术特征摘要】
1.一种小型化低损耗微波介质材料，其特征在于：该介质材料包括下述重量百分比的各组分：89％～92％的MgTiO3；1.1％～3.2％的MgO；2.4％～9.6％的CaTiO3；0.9％～2.2％的改性添加剂。2.根据权利要求1所述的一种小型化低损耗微波介质材料，其特征在于：所述的改性添加剂包括MnCO3与SnO2且MnCO3与SnO2的重量比为1:1.1～1.8。3.根据权利要求1所述的一种小型化低损耗微波介质材料，其特征在于：所述的改性添加剂包括SnO2与Ca2O3且SnO2与Ca2O3的重量比为1:1.2～1.6。4.根据权利要求1所述的一种小型化低损耗微波介质材料，其特征在于：所述的所述的改性添加剂包括MnCO3、SnO2与Ca2O3且MnCO3、SnO2与Ca2O3的重量比为1:1.1～1.3:1.2～1.6。5.一种小型化低损耗微波介质材料的制备方法，其特征在于：称取重量百分比为89％～92％的MgTiO3；1.1％～3.2％的MgO；2...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑进喜，肖旭林，黄新友，
申请(专利权)人：南京喜博通讯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32